Калькулятор расчета ИБП по мощности и времени

Неправильно подобранный источник бесперебойного питания (ИБП) — не только риск внезапного обесточивания, но и выброшенные деньги. Слишком мощный аппарат стоит дороже, а слабый не спасет технику при первом же скачке напряжения.

Разбираемся, как правильно производить расчет мощности ИБП. Представленные ниже формулы и алгоритмы помогут подобрать подходящий для конкретного объекта источник бесперебойного питания. Для точного расчета на сайте представлен калькулятор мощности ИБП: расчет параметров с его помощью займет около минуты.

Что такое ИБП и какую мощность мы считаем

ИБП (UPS — Uninterruptible Power Supply) — устройство, которое:

• заряжает встроенный или внеш­ний аккумулятор от сети;
• мгновенно переключает нагрузку на батарею при пропаже питания;
• фильтрует помехи и выравнивает напряжение.

Производители указывают два параметра мощности:

• ВА (вольт-амперы) — полная мощность, ограничиваемая силой инвертора;
• Вт (ватты) — активная мощность, которую реально потребляют ваши устройства.

Ключевое слово — коэффициент мощности PF (Power Factor). Если на корпусе написано 1000 ВА и PF = 0,7, значит допустимая активная нагрузка всего 700 Вт. Именно он станет одним из поправочных коэффициентов в нашем расчете мощности ИБП.

Шаг 1. Составляем перечень потребителей

Перед тем, как выполнять подбор ИБП, сначала запишите все оборудование, которое нужно защитить:

• системные блоки, NAS, роутеры;
• сервера и СХД;
• мониторы, IP-АТС, кассы и прочее low-power-IT;
• периферию с высокими пусковыми токами (лазерные принтеры, моторы, насосы).

К списку устройств добавьте их паспортную активную мощность в ваттах. Если на шильдике указаны только амперы и вольты, перемножьте: P = I × U × PF. Для импульсных БП компьютеров PF колеблется от 0,6 до 0,9, для серверных БП — чаще 0,9-0,95.

Шаг 2. Учитываем одновременность работы

Перед тем как складывать ватты, ответьте себе: все ли включено одновременно? В электротехнике это называется коэффициент одновременности KОМ. К примеру, пять рабочих станций и один сервер включены всегда (100%), а принтер только эпизодически (предположим, 20%). Тогда, чтобы рассчитать мощность ИБП, нужна следующая формула:

Pсумм = Σ (P_устр × KОМ).

Шаг 3. Добавляем резерв по мощности

Электронные компоненты стареют, аккумулятор теряет емкость, а вы со временем докупите пару камер видеонаблюдения. Поэтому инженеры при расчете времени работы и других параметров ИБП закладывают запас 25-30%:

P_расч = Pсумм × 1,3.

Если помещение жаркое или есть вероятность резких пусковых токов, увеличьте запас до 40%.

Шаг 4. Корректируем на КПД и PF самого ИБП

Любой ИБП тратит часть энергии на собственные цепи. Для онлайн (double-conversion) моделей КПД обычно 0,92-0,95; для line-interactive — 0,96-0,98. Итоговая формула для выбора номинала инвертора выглядит так:

S_ИБП (ВА) = P_расч / (КПД × PF_ИБП), где PF_ИБП (обычно 0,9-1) указывается в паспорте.

Разберем наглядный пример расчета аккумуляторной батареи ИБП. Есть три рабочих места по 150 Вт, сервер 400 Вт, маршрутизатор 30 Вт. Все работает постоянно, печать на лазерном принтере (500 Вт) — раз в час (KОМ=0,2). В таком случае расчет ИБП выполняется следующим образом:

1. Pсумм = (150×3 + 400 + 30) + 500×0,2 = 1080 Вт.
2. P_расч = 1080 × 1,3 ≈ 1400 Вт.
3. S_ИБП = 1400 / (0,94 × 0,9) ≈ 1650 ВА.

Ближайший типоразмер — ИПБ на 2000 ВА / 1800 Вт.

Шаг 5. Считаем требуемую автономию

Как произвести расчет времени работы ИБП? Если нужен лишь плавный переход на дизель-генератор, 5-10 минут хватит с избытком. Для критичных IT-узлов выбирают 30 мин. и больше. Чтобы посчитать емкость АКБ для ИБП без калькулятора, используют упрощенную формулу:

С (А·ч) = (P_расч × t) /(V_батареи × η_инверт), где:

• t — необходимое время работы в часах;
• V_батареи — номинальное напряжение батарейной цепи (обычно 24 В, 48 В или 192 В для стоечных UPS);
• η_инверт — КПД режима разряда (≈ 0,85).

Для нашего примера при 30 мин. (0,5 ч) и батарейной шине 48 В:

С = 1400 × 0,5 / (48 × 0,85) ≈ 17 А·ч.

Стандартные AGM-модули 9 А·ч продаются парами. Берем 4 штуки по 9 А·ч — получаем 18 А·ч, чуть больше расчета.

Помните: при +5 °C емкость свинцового аккумулятора падает на 15-20%, при 0 °C — уже на 30%. Если ИБП стоит в холодном складе, удвойте запас емкости или переносите батарейный шкаф в тепло. Обязательно учитывайте данный момент, производя расчеты самостоятельно или используя калькулятор АКБ для ИБП.

Шаг 6. Проверяем разъемы и коммутацию

Одно дело — мощность, другое — физические розетки:

• У настольных ИБП до 1500 ВА обычно 4–8 выходов IEC-320 C13 (10 А).
• Стоечные или башенные 3-5 кВА имеют C19 (16 А) или клеммную колодку.
• Модульные решения 10 кВА и выше подключаются напрямую в ввод-распределительную панель.

Убедитесь, что суммарный ток каждой группы розеток не превышает паспортного значения.

Шаг 7. Дополнительные факторы

Перед расчетом аккумулятора для ИБП ответьте еще на четыре вопроса:

• Тип ИБП. Off-line дешевле, но только выключит вас от сети при перенапряжении. Line-interactive сгладит скачки. Online даст идеальную «синусоиду» и нулевую задержку.
• Горячая замена батарей. В стойке это экономит часы простоя.
• Сухие контакты и SNMP-карту. Позволяют корректно гасить серверы и отправлять события в мониторинг.
• Сервис в регионе. 5-летний гарантийный талон бесполезен, если ближайший сервис-центр в другом городе.

Когда алгоритм становится сложным

Нелинейная нагрузка, рекуперация лифтов, медицинские томографы, обогреватели с ПИД-регулятором — каждый из этих пунктов может удвоить расчетное значение. В таких случаях проще и надежнее открыть калькулятор подбора ИБП: там учтены все необходимые параметры и показатели для корректного расчета емкости ИБП.

Заключение

Правильный расчет АКБ для ИБП сводится к трем основным действиям: объективно посчитать активную нагрузку, честно добавить запас и подобрать емкость батарей под нужное время.

Если после прочтения статьи остались сомнения — инженеры Stoking помогут просчитать систему под конкретное помещение, загрузят ваши цифры в профильный софт и предложат несколько моделей источников бесперебойного питания на выбор. Для получения точного расчета времени работы ИБП и других параметров оборудования воспользуйтесь калькулятором на сайте или заполняйте форму обратной связи.